巧夺天工 的 KFIFO ，用STM32实现。
实现源文件如下：
/**********************************************************
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* 文件名： kfifo.c
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* 文件描述： 该文件包含的kfifo的处理函数
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* 创建人： GXP
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* 创建日期: 2016年8月9日16:13:06
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* 版本号： 1.0
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* 修改记录： 无
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* 本文参考博客地址: http://blog.csdn.net/linyt/article/details/5764312
* http://blog.csdn.net/chen19870707/article/details/39899743
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***********************************************************/ #include "kfifo.h" #include "FreeRTOS.h"
#include "task.h" #define min(a, b) (((a) < (b)) ? (a) : (b)) //找出最接近 最大2的指数次幂
unsigned int roundup_pow_of_two(unsigned int date_roundup_pow_of_two )
{
/* 这里采用 STM32 硬件提供的计算前导零指令 CLZ
* 举个例子，假如变量date_roundup_pow_of_two 0x09
*（二进制为：0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001）, 即bit3和bit0为1
* 则__clz( (date_roundup_pow_of_two)的值为28,即最高位1 前面有28个0,32-28 =3 代表最高位1 的 位置
* 31UL 表示 无符号 int 数字 31，否则默认为 有符号 int 数字 31
* 这里参考 FreeRTOS 的 寻找高级优先级任务 的写法，详细解释到朱工博客
* 博客地址: http://blog.csdn.net/zhzht19861011/article/details/51418383
*/ return ( 1UL << ( 32UL - ( unsigned int ) __clz( (date_roundup_pow_of_two) ) ) ); } /*
* 每次调用这个函数都会产生 两个内存块，一个内存块指向struct KFIFO，一个指向 KFIFO.buff
* 因此 如果这两个内存块不在使用请释放掉！GXP,2016年8月17日12:55:54
*/ struct KFIFO *kfifo_alloc(unsigned int size)
{
unsigned char *buffer; struct KFIFO *ret; ret=(struct KFIFO *) pvPortMalloc(sizeof (struct KFIFO)); /*
* round up to the next power of 2, since our 'let the indices
* wrap' tachnique works only in this case.
* 如果size 是2的 次幂圆整，则 size & (size - 1) =0
*/ if (size & (size - ))
{
// BUG_ON(size > 0x80000000); //如果你要申请的buffer 不是 2的 次幂圆整，就要把 size 变成 2的次幂圆整 ，方便下面计算
size = roundup_pow_of_two(size);
} //这里使用 FreeRTOS的 分配内存的 API
buffer = (unsigned char*) pvPortMalloc(size); if (!buffer) //如果返回的值为NULL，这说明分配内存失败
return 0UL; // ret = kfifo_init(buffer, size, lock); ret->buffer=buffer;
ret->size =size;
ret->in = ;
ret->out = ; if (!ret) //如果ret的值为NULL，这说明分配内存失败
vPortFree(buffer); //释放之前分配的 内存空间 return ret; } unsigned int __kfifo_put(struct KFIFO *fifo, unsigned char *buffer, unsigned int len)
{
unsigned int L; //环形缓冲区的剩余容量为fifo->size - fifo->in + fifo->out，让写入的长度取len和剩余容量中较小的，避免写越界；
len = min( len , fifo->size - fifo->in + fifo->out ); /*
* Ensure that we sample the fifo->out index -before- we
* start putting bytes into the kfifo.
*/
//多处理器 处理内存 的 屏障，STM32不需要这个
// smp_mb(); /* first put the data starting from fifo->in to buffer end */
/* 首先将数据从fifo.in 所在的位置开始写，写之前，首先要看一下fifo->in到 buffer 末尾的大小 是不是 比 len 大*/ /*
* 前面讲到fifo->size已经2的次幂圆整，主要是方便这里计算，提升效率
* 在对10进行求余的时候，我们发现，余数总是整数中的个位上的数字，而不用管其他位是什么；
* 所以,kfifo->in % kfifo->size 可以转化为 kfifo->in & (kfifo->size – 1)，效率会提升
* 所以fifo->size - (fifo->in & (fifo->size - L)) 即位 fifo->in 到 buffer末尾所剩余的长度，
* L取len和剩余长度的最小值，即为需要拷贝L 字节到fifo->buffer + fifo->in的位置上。
*/
L = min(len, fifo->size - (fifo->in & (fifo->size - ))); memcpy(fifo->buffer + (fifo->in & (fifo->size - )), buffer, L); /* then put the rest (if any) at the beginning of the buffer */ memcpy(fifo->buffer, buffer + L, len - L); /*
* Ensure that we add the bytes to the kfifo -before-
* we update the fifo->in index.
*/ // smp_wmb(); //多处理器 处理内存 的 屏障，STM32不需要这个 /*
* 注意这里 只是用了 fifo->in += len而未取模，
* 这就是kfifo的设计精妙之处，这里用到了unsigned int的溢出性质，
* 当in 持续增加到溢出时又会被置为0，这样就节省了每次in向前增加都要取模的性能，
* 锱铢必较，精益求精，让人不得不佩服。
*/ fifo->in += len; /*返回值 代表 写入数据的个数 ，这样 就可以根据返回值 判断缓冲区是否写满*/
return len;
} unsigned int __kfifo_get(struct KFIFO *fifo, unsigned char *buffer, unsigned int len)
{
unsigned int L; len = min(len, fifo->in - fifo->out); /*
* Ensure that we sample the fifo->in index -before- we
* start removing bytes from the kfifo.
*/ //smp_rmb(); //多处理器 处理内存 的 屏障，STM32不需要这个 /* first get the data from fifo->out until the end of the buffer */
L = min(len, fifo->size - (fifo->out & (fifo->size - )));
memcpy(buffer, fifo->buffer + (fifo->out & (fifo->size - )), L); /* then get the rest (if any) from the beginning of the buffer */
memcpy(buffer + L, fifo->buffer, len - L); /*
* Ensure that we remove the bytes from the kfifo -before-
* we update the fifo->out index.
*/ //smp_mb(); //多处理器 处理内存 的 屏障，STM32不需要这个 /*
* 注意这里 只是用了 fifo->out += len 也未取模运算，
* 同样unsigned int的溢出性质，当out 持续增加到溢出时又会被置为0，
* 如果in先溢出，出现 in < out 的情况，那么 in – out 为负数（又将溢出），
* in – out 的值还是为buffer中数据的长度。
*/ fifo->out += len; return len;
}
头文件如下：
#ifndef _KFIFO_H_
#define _KFIFO_H //声明 一个 结构体 kfifo struct KFIFO
{
unsigned char *buffer; /* the buffer holding the data */
unsigned int size; /* the size of the allocated buffer */
unsigned int in; /* data is added at offset (in % size) */
unsigned int out; /* data is extracted from off. (out % size) */
/*STM32 只有一个核心，同一时刻只能写或者读，因此不需要*/
// volatile unsigned int *lock; /* protects concurrent modifications */
}; unsigned int roundup_pow_of_two( unsigned int date_roundup_pow_of_two ); struct KFIFO *kfifo_alloc(unsigned int size); unsigned int __kfifo_put(struct KFIFO *fifo, unsigned char *buffer, unsigned int len); unsigned int __kfifo_get(struct KFIFO *fifo, unsigned char *buffer, unsigned int len); #endif
上面 实现 找出 最接近 最大2的指数次幂 的是通过 STM32 一个特殊的 寄存器实现的 ，可以百度 找 C 语言 实现的方式。
以及内存 的 分配 是由 FreeRTOS提供 的 内存分配和释放 实现的 。
使用 方式如下：
//创建一个 KFIFO 的结构体 指针 struct KFIFO *test_kifo_buffer=NULL;
//kfifo 测试 第一步: 创建 一个 1024字节的 fifo buff
//首先定义一个 在全局变量中定义一个 KFIFO 结构体 test_kifo_buffer
//接着 给这个 KFIFO 结构体 test_kifo_buffer 申请 一个 1024字节的 内存空间
//你如果分配468，会分配512字节的空间，你如果写 668，就会分配1024字节的 空间,1025就分配 2048
//因为这样 会方便计算
test_kifo_buffer=kfifo_alloc( );//这里写入668，也分配的是 1024 字节的 空间
if( !test_kifo_buffer )
printf("\r\n KFIFO 结构体 test_kifo_buffer 没有创建成功！\r\n");
//kfifo 测试 第二步: 发送10个字节写入到 KFIFO 结构体 test_kifo_buffer 中
write_counter=__kfifo_put(test_kifo_buffer, test_fifo_write_buff, ); if(write_counter!=)
printf("\r\n发送10个字节写入到KFIFO结构体test_kifo_buffer失败,写入个数是:%d.\r\n",write_counter);
read_counter=read_counter=__kfifo_get(test_kifo_buffer, test_fifo_read_buff,);
printf("从test_kifo_buffer缓冲区读取的数据是%s,读出的个数是%d.\r\n",test_fifo_read_buff,read_counter);
printf("test_kifo_buffer->size:%d,test_kifo_buffer->out:%d,test_kifo_buffer->in:%d.\r\n",test_kifo_buffer->size,test_kifo_buffer->out,test_kifo_buffer->in);